由胶体螺旋外消旋体自组装的手性光子晶体

由微螺旋构成的手性晶体具有许多光学性质，但目前可用的制造工艺限制了它们在光子器件中的大规模应用。在这里，通过使用一种简化的模拟方法，我们研究了一条自下而上的自组装路径，以从胶体螺旋外消旋体的近晶单分子层构建螺旋晶体。随着密度的增加，系统通过形成具有不同螺旋形状的各种对称性的晶体，经历了一个熵驱动的共结晶过程。特别地，我们识别出两种螺旋晶体，分别排列在二元蜂窝和正方晶格中，它们基本上由两组相反手性的手性晶体组成。光子计算表明，这些手性结构可以具有大的完全光子带隙。此外，在自组装的手性正方晶体中，我们还发现了双偏振带隙，可以选择性地禁止特定手性的圆偏振光沿螺旋轴方向传播。我们所提出系统中的自组装过程具有鲁棒性，表明了使用手性胶体组装光子超材料的可能性。